JPH06104473A - 太陽光を利用した発電装置 - Google Patents
太陽光を利用した発電装置Info
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- JPH06104473A JPH06104473A JP4252466A JP25246692A JPH06104473A JP H06104473 A JPH06104473 A JP H06104473A JP 4252466 A JP4252466 A JP 4252466A JP 25246692 A JP25246692 A JP 25246692A JP H06104473 A JPH06104473 A JP H06104473A
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- electrode
- semiconductor
- junction layer
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- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 グリッド電極の直上部に入射した太陽光を発
電に有効に利用し、太陽電池の効率の向上を図る。 【構成】 太陽光を利用した発電装置において、半導体
ＰＮ接合層１と、その上に形成されるグリッド電極（Ｐ
型半導体側電極）３と、該グリッド電極３の直上部に窪
み５を有する反射防止膜４を設け、その窪み５に入射し
た太陽光を屈折させ半導体ＰＮ接合層１の受光部１ａで
受光させるようにしたものである。
電に有効に利用し、太陽電池の効率の向上を図る。 【構成】 太陽光を利用した発電装置において、半導体
ＰＮ接合層１と、その上に形成されるグリッド電極（Ｐ
型半導体側電極）３と、該グリッド電極３の直上部に窪
み５を有する反射防止膜４を設け、その窪み５に入射し
た太陽光を屈折させ半導体ＰＮ接合層１の受光部１ａで
受光させるようにしたものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、太陽光による発電装置
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置は、「Ｓ．Ｈ．ＥＬ
−ＨＥＦＮＡＷＩ ｅｔ ａｌ．“Ｆｒｏｎｔ−ｌａｙ
ｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏ
ｒ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｎｏｎｕｎ
ｉｆｏｒｍ ｓｕｎｌｉｇｈｔ” Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ ＰＶＳＥＣ−５，ｋｙｏｔｏ，Ｊａｐａｎ １９
９０ Ｐ．９１９」に開示されるようなものがあり、構
成材料としての半導体のバンドギャップエネルギー以上
の太陽光を吸収し、その光により生成された自由電子と
自由正孔のＰＮ接合間での移動により、起電力が生じ、
太陽光受光面側に接触したグリッド型の電極と、受光面
とは反対側の面に接触した電極の両電極により、生じた
電力を取り出すものであった。
−ＨＥＦＮＡＷＩ ｅｔ ａｌ．“Ｆｒｏｎｔ−ｌａｙ
ｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏ
ｒ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｓｏｌａｒ ｃｅｌｌ
ｕｎｄｅｒ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄ ｎｏｎｕｎ
ｉｆｏｒｍ ｓｕｎｌｉｇｈｔ” Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ
ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ
ａｌ ＰＶＳＥＣ−５，ｋｙｏｔｏ，Ｊａｐａｎ １９
９０ Ｐ．９１９」に開示されるようなものがあり、構
成材料としての半導体のバンドギャップエネルギー以上
の太陽光を吸収し、その光により生成された自由電子と
自由正孔のＰＮ接合間での移動により、起電力が生じ、
太陽光受光面側に接触したグリッド型の電極と、受光面
とは反対側の面に接触した電極の両電極により、生じた
電力を取り出すものであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来構成の太陽光による発電装置では、受光面側の電
極がグリッド型の場合、電極部分に照射された太陽光
は、電極下の光起電力の発生部分には入射されず、影と
なってしまい、その部分では光起電力は生じない。した
がって、その電極部分に照射された太陽光のエネルギー
は損失してしまうという問題点があった。
た従来構成の太陽光による発電装置では、受光面側の電
極がグリッド型の場合、電極部分に照射された太陽光
は、電極下の光起電力の発生部分には入射されず、影と
なってしまい、その部分では光起電力は生じない。した
がって、その電極部分に照射された太陽光のエネルギー
は損失してしまうという問題点があった。
【０００４】本発明は、以上述べた太陽光による発電装
置の受光面に照射された太陽光のうち、電極部分に照射
された光が光起電力として利用されないという問題点を
除去するため、半導体ＰＮ接合層の上に形成されるグリ
ッド電極を設け、該グリッド電極直上部に窪みを有する
反射防止膜を設け、該窪みに入射した太陽光を屈折させ
前記半導体ＰＮ接合層の受光部で受光させることによ
り、グリッド電極の直上部に入射した太陽光も発電に有
効に利用し、太陽電池の効率の向上を図ることができる
太陽光を利用した発電装置を提供することを目的とす
る。
置の受光面に照射された太陽光のうち、電極部分に照射
された光が光起電力として利用されないという問題点を
除去するため、半導体ＰＮ接合層の上に形成されるグリ
ッド電極を設け、該グリッド電極直上部に窪みを有する
反射防止膜を設け、該窪みに入射した太陽光を屈折させ
前記半導体ＰＮ接合層の受光部で受光させることによ
り、グリッド電極の直上部に入射した太陽光も発電に有
効に利用し、太陽電池の効率の向上を図ることができる
太陽光を利用した発電装置を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、太陽光を利用した発電装置において、半
導体ＰＮ接合層と、その上に形成されるグリッド電極
と、該グリッド電極直上部に窪みを有する反射防止膜を
設け、該窪みに入射した太陽光を屈折させ前記半導体Ｐ
Ｎ接合層の受光部で受光させるようにしたものである。
成するために、太陽光を利用した発電装置において、半
導体ＰＮ接合層と、その上に形成されるグリッド電極
と、該グリッド電極直上部に窪みを有する反射防止膜を
設け、該窪みに入射した太陽光を屈折させ前記半導体Ｐ
Ｎ接合層の受光部で受光させるようにしたものである。
【０００６】
【作用】本発明によれば、上記のように構成したので、
窪みに入射した太陽光をグリッド電極以外に屈折させ、
前記半導体ＰＮ接合層の受光部で受光させることができ
る。したがって、グリッド電極の直上部に入射した太陽
光も発電に有効に利用され、太陽電池の効率の向上を図
ることができる。
窪みに入射した太陽光をグリッド電極以外に屈折させ、
前記半導体ＰＮ接合層の受光部で受光させることができ
る。したがって、グリッド電極の直上部に入射した太陽
光も発電に有効に利用され、太陽電池の効率の向上を図
ることができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図を参照しな
がら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す太陽
光を利用した発電装置の要部断面図、図２はその発電装
置の要部平面図、図３はその発電装置の概略全体平面図
である。これらの図に示すように、１は光起電力を発生
する半導体ＰＮ接合層であり、２はＮ型半導体側電極、
３はＰ型半導体側電極（グリッド電極）であり、この実
施例においては、例えば図３に示すように、ウエハ１０
上に格子状のグリッド電極（図示なし）が設けられ、そ
れを覆うように、反射防止膜４が形成される。その反射
防止膜４の格子状のグリッド電極の直上部には窪み５が
形成される。因みに、窪み５の幅は、縦の部分の幅Ｌ5
は１００μｍ、横の部分の幅Ｌ6 は１ｍｍである。
がら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す太陽
光を利用した発電装置の要部断面図、図２はその発電装
置の要部平面図、図３はその発電装置の概略全体平面図
である。これらの図に示すように、１は光起電力を発生
する半導体ＰＮ接合層であり、２はＮ型半導体側電極、
３はＰ型半導体側電極（グリッド電極）であり、この実
施例においては、例えば図３に示すように、ウエハ１０
上に格子状のグリッド電極（図示なし）が設けられ、そ
れを覆うように、反射防止膜４が形成される。その反射
防止膜４の格子状のグリッド電極の直上部には窪み５が
形成される。因みに、窪み５の幅は、縦の部分の幅Ｌ5
は１００μｍ、横の部分の幅Ｌ6 は１ｍｍである。
【０００８】この実施例では、その窪み５は、図１に示
すように、両側に傾斜面５ａを有する逆三角形状の断面
形状を有している。また、その電極材料は、半導体ＰＮ
接合層がＧａＡｓである場合には、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを
ベースとし、その表面にＡｌを蒸着する。また、Ｐ型半
導体側電極３は、半導体ＰＮ接合層がＳｉである場合に
は、電極材料としてＡｌを用いる。その電極３の幅の寸
法も、略窪み５の幅と同様である。すなわち、その電極
３の幅は、縦の部分の幅Ｌ5 は１００μｍ、横の部分の
幅Ｌ6 は１ｍｍである。また、その電極３の厚みＬ
1 は、１０μｍ程度である。
すように、両側に傾斜面５ａを有する逆三角形状の断面
形状を有している。また、その電極材料は、半導体ＰＮ
接合層がＧａＡｓである場合には、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕを
ベースとし、その表面にＡｌを蒸着する。また、Ｐ型半
導体側電極３は、半導体ＰＮ接合層がＳｉである場合に
は、電極材料としてＡｌを用いる。その電極３の幅の寸
法も、略窪み５の幅と同様である。すなわち、その電極
３の幅は、縦の部分の幅Ｌ5 は１００μｍ、横の部分の
幅Ｌ6 は１ｍｍである。また、その電極３の厚みＬ
1 は、１０μｍ程度である。
【０００９】なお、反射防止膜４は、減圧ＣＶＤ法によ
り、その厚さＬ2 は１００μｍのＳｉＯ2 膜として形成
することができる。また、このＳｉＯ2 膜に代えて、Ｓ
ｉ3Ｎ4 膜を用いるようにしてもよい。因みに、各部の
寸法を示すと、受光部１ａの横幅Ｌ3 は５ｍｍ、受光部
１ａの縦幅Ｌ4 は１０ｍｍである。図１に示すように、
反射防止膜（受光面）４に入射した太陽光のうち、Ｐ型
半導体側電極３の付いていない部分に入射した太陽光
（ａ）は、半導体ＰＮ接合層１で自由電子と自由正孔を
生じ、光起電力を生じる。
り、その厚さＬ2 は１００μｍのＳｉＯ2 膜として形成
することができる。また、このＳｉＯ2 膜に代えて、Ｓ
ｉ3Ｎ4 膜を用いるようにしてもよい。因みに、各部の
寸法を示すと、受光部１ａの横幅Ｌ3 は５ｍｍ、受光部
１ａの縦幅Ｌ4 は１０ｍｍである。図１に示すように、
反射防止膜（受光面）４に入射した太陽光のうち、Ｐ型
半導体側電極３の付いていない部分に入射した太陽光
（ａ）は、半導体ＰＮ接合層１で自由電子と自由正孔を
生じ、光起電力を生じる。
【００１０】一方、Ｐ型半導体側電極３の部分に入射し
た太陽光（ｂ）は、窪み５の傾斜面５ａで、図１に示す
ように屈折され、その屈折光は、Ｐ型半導体側電極３の
付いていない半導体ＰＮ接合層１の受光部１ａに入射
し、その光により、半導体ＰＮ接合層１で、自由電子と
自由正孔を生じ、光起電力を生じる。以上のように構成
された太陽光を利用した発電装置に、太陽光が入射する
と、Ｐ型半導体側電極３の付いていない面に入射した光
により起電力が生じ、更に、Ｐ型半導体側電極３の部分
に入射した光も、窪み５の傾斜面５ａで屈折されて、半
導体ＰＮ接合層１に入射し、起電力を生じる。
た太陽光（ｂ）は、窪み５の傾斜面５ａで、図１に示す
ように屈折され、その屈折光は、Ｐ型半導体側電極３の
付いていない半導体ＰＮ接合層１の受光部１ａに入射
し、その光により、半導体ＰＮ接合層１で、自由電子と
自由正孔を生じ、光起電力を生じる。以上のように構成
された太陽光を利用した発電装置に、太陽光が入射する
と、Ｐ型半導体側電極３の付いていない面に入射した光
により起電力が生じ、更に、Ｐ型半導体側電極３の部分
に入射した光も、窪み５の傾斜面５ａで屈折されて、半
導体ＰＮ接合層１に入射し、起電力を生じる。
【００１１】このように、Ｐ型半導体側電極３の直上部
に入射した光も発電に有効に利用されることになる。図
４は本発明の他の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の要部断面図である。この実施例では、Ｐ型半導体側
電極３の直上部に形成される反射防止膜１２の窪み１３
の断面は、半円形状を有している。
に入射した光も発電に有効に利用されることになる。図
４は本発明の他の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の要部断面図である。この実施例では、Ｐ型半導体側
電極３の直上部に形成される反射防止膜１２の窪み１３
の断面は、半円形状を有している。
【００１２】そこで、太陽光が入射すると、Ｐ型半導体
側電極３の付いていない面に入射した太陽光（ａ）によ
り起電力が生じ、更に、Ｐ型半導体側電極３の直上部に
入射した太陽光（ｂ）も、反射防止膜１２の窪み１３で
屈折されて、半導体ＰＮ接合層１の受光部１ａに入射
し、起電力を生じる。他の構成は、前記した実施例と同
様であるので、前記した実施例と同一の番号を付して、
その説明は省略する。
側電極３の付いていない面に入射した太陽光（ａ）によ
り起電力が生じ、更に、Ｐ型半導体側電極３の直上部に
入射した太陽光（ｂ）も、反射防止膜１２の窪み１３で
屈折されて、半導体ＰＮ接合層１の受光部１ａに入射
し、起電力を生じる。他の構成は、前記した実施例と同
様であるので、前記した実施例と同一の番号を付して、
その説明は省略する。
【００１３】図５は本発明の更なる他の実施例を示す太
陽光を利用した発電装置の要部断面図である。この実施
例では、Ｐ型半導体側電極３の直上部に形成される反射
防止膜１５の窪み１６の断面形状は、折曲部１６ｂを有
する急傾斜面１６ａ及び緩傾斜面１６ｃを有する多段の
傾斜面が形成されており、Ｐ型半導体側電極３の直上部
に入射した太陽光を急傾斜面１６ａ及び緩傾斜面１６ｃ
において、より半導体ＰＮ接合層１の受光部１ａへと導
くようにしている。
陽光を利用した発電装置の要部断面図である。この実施
例では、Ｐ型半導体側電極３の直上部に形成される反射
防止膜１５の窪み１６の断面形状は、折曲部１６ｂを有
する急傾斜面１６ａ及び緩傾斜面１６ｃを有する多段の
傾斜面が形成されており、Ｐ型半導体側電極３の直上部
に入射した太陽光を急傾斜面１６ａ及び緩傾斜面１６ｃ
において、より半導体ＰＮ接合層１の受光部１ａへと導
くようにしている。
【００１４】他の構成は、前記した実施例と同様である
ので、前記した実施例と同一の番号を付して、その説明
は省略する。また、前記した窪みの形状以外にも、種々
の変形が可能である。更に、上記実施例のグリッド電極
は、格子状のものを示したが、図６に示すように、直線
状のグリッド電極２１にしたり、図７に示すように、四
隅から拡がる四角形状の電極３１にしたり、図８に示す
ように、中心から拡がる四角形状（蜘蛛の巣状）の電極
４１に構成するようにしてもよい。これらの何れの電極
においてもその表面には傾斜面を形成して、それらの電
極上に入射した太陽光を反射させ、反射防止膜の窪みに
より屈折させて、上記したように、半導体ＰＮ接合層１
の受光部１ａへと導くように構成することができる。
ので、前記した実施例と同一の番号を付して、その説明
は省略する。また、前記した窪みの形状以外にも、種々
の変形が可能である。更に、上記実施例のグリッド電極
は、格子状のものを示したが、図６に示すように、直線
状のグリッド電極２１にしたり、図７に示すように、四
隅から拡がる四角形状の電極３１にしたり、図８に示す
ように、中心から拡がる四角形状（蜘蛛の巣状）の電極
４１に構成するようにしてもよい。これらの何れの電極
においてもその表面には傾斜面を形成して、それらの電
極上に入射した太陽光を反射させ、反射防止膜の窪みに
より屈折させて、上記したように、半導体ＰＮ接合層１
の受光部１ａへと導くように構成することができる。
【００１５】なお、反射防止膜の電極直上部の凹面形状
の大きさ、反射防止膜の厚さは、Ｐ型半導体側電極３の
幅との兼ね合いで適当に決めれば良い。以上のように構
成された太陽電池に、太陽光が入射すると、Ｐ型半導体
側電極３の付いていない面に入射した光により起電力が
生じ、更に、Ｐ型半導体側電極３の直上に入射した光
も、窪みの凹面により広がり、一部は半導体ＰＮ接合層
の受光部に到達し、起電力を生じ、Ｐ型半導体側電極３
の直上部に入射した光も発電に有効に利用することがで
きる。
の大きさ、反射防止膜の厚さは、Ｐ型半導体側電極３の
幅との兼ね合いで適当に決めれば良い。以上のように構
成された太陽電池に、太陽光が入射すると、Ｐ型半導体
側電極３の付いていない面に入射した光により起電力が
生じ、更に、Ｐ型半導体側電極３の直上に入射した光
も、窪みの凹面により広がり、一部は半導体ＰＮ接合層
の受光部に到達し、起電力を生じ、Ｐ型半導体側電極３
の直上部に入射した光も発電に有効に利用することがで
きる。
【００１６】なお、上記実施例では、半導体ＰＮ接合層
は、受光側（上側）をＰ型半導体、下側をＮ型半導体と
しているが、逆に上側をＮ型半導体、下側をＰ型半導体
として構成できることは言うまでもない。その場合は、
そのＮ型半導体、Ｐ型半導体に対応して、適宜、電極材
料を選定することが望ましい。また、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種
々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除
するものではない。
は、受光側（上側）をＰ型半導体、下側をＮ型半導体と
しているが、逆に上側をＮ型半導体、下側をＰ型半導体
として構成できることは言うまでもない。その場合は、
そのＮ型半導体、Ｐ型半導体に対応して、適宜、電極材
料を選定することが望ましい。また、本発明は上記実施
例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種
々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除
するものではない。
【００１７】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、反射防止膜のグリッド電極の直上部の形状を窪
み（凹面形状）にしたので、電極直上部に入射した太陽
光も窪みにより屈折されて広がり、起電力を生じる半導
体ＰＮ接合層の受光部に到達させることができるので、
電極直上部に入射した太陽光も発電のために有効に利用
され、太陽電池の効率の向上を図ることができる。
よれば、反射防止膜のグリッド電極の直上部の形状を窪
み（凹面形状）にしたので、電極直上部に入射した太陽
光も窪みにより屈折されて広がり、起電力を生じる半導
体ＰＮ接合層の受光部に到達させることができるので、
電極直上部に入射した太陽光も発電のために有効に利用
され、太陽電池の効率の向上を図ることができる。
【図１】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の要部断面図である。
置の要部断面図である。
【図２】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の要部平面図である。
置の要部平面図である。
【図３】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の概略全体平面図である。
置の概略全体平面図である。
【図４】本発明の他の実施例を示す太陽光を利用した発
電装置の要部断面図である。
電装置の要部断面図である。
【図５】本発明の更なる他の実施例を示す太陽光を利用
した発電装置の要部断面図である。
した発電装置の要部断面図である。
【図６】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の第２のグリッド電極例を示す平面図である。
置の第２のグリッド電極例を示す平面図である。
【図７】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の第３のグリッド電極例を示す平面図である。
置の第３のグリッド電極例を示す平面図である。
【図８】本発明の実施例を示す太陽光を利用した発電装
置の第４のグリッド電極例を示す平面図である。
置の第４のグリッド電極例を示す平面図である。
１ 半導体ＰＮ接合層 １ａ 受光部 ２ Ｎ型半導体側電極 ３，１１ Ｐ型半導体側電極（グリッド電極） ４，１２，１５ 反射防止膜 ５，１３，１６ 窪み ５ａ 傾斜面 １０ ウエハ １６ａ 急傾斜面 １６ｂ 折曲部 １６ｃ 緩傾斜面 ２１ 直線状のグリッド電極 ３１ 四隅から拡がる四角形状の電極 ４１ 中心から拡がる四角形状（蜘蛛の巣状）の電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 四方 誠 東京都港区虎ノ門１丁目７番12号 沖電気 工業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】（ａ）半導体ＰＮ接合層と、（ｂ）その上
に形成されるグリッド電極と、（ｃ）該グリッド電極直
上部に窪みを有する反射防止膜を設け、（ｄ）該窪みに
入射した太陽光を屈折させ前記半導体ＰＮ接合層の受光
部で受光させることを特徴とする太陽光を利用した発電
装置。 - 【請求項２】 前記窪みは断面が逆三角形状である請求
項１記載の太陽光を利用した発電装置。 - 【請求項３】 前記窪みは断面が半円形状である請求項
１記載の太陽光を利用した発電装置。 - 【請求項４】 前記窪みは断面が折曲部を有する略三角
形状である請求項１記載の太陽光を利用した発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4252466A JPH06104473A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 太陽光を利用した発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4252466A JPH06104473A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 太陽光を利用した発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06104473A true JPH06104473A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17237779
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4252466A Pending JPH06104473A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 太陽光を利用した発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06104473A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009206494A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-09-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 太陽電池モジュール |
| JP2010232351A (ja) * | 2009-03-26 | 2010-10-14 | Dainippon Printing Co Ltd | 有機薄膜太陽電池 |
| JP2011009733A (ja) * | 2009-05-28 | 2011-01-13 | Kyocera Corp | 太陽電池素子、太陽電池モジュールおよび太陽光発電装置 |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP4252466A patent/JPH06104473A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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